路面无损检测与评价技术的研究与应用

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1、DOI:10.16262/j.cnki.1000-8217.1998.02.005中国科学基金l卯8年·学科进展·路面无损检测与评价技术的研究与应用王复`明刘文廷,(郑州工业大学郑州45X(X)2。[摘要〕木文综合介绍路面无损检测与结构性能评价方面的研究现状和应用前景主要内容包括:路;IWD;而强度无损检测技术的发展概况路面检测系统的工作原理路面结构反分析基本。方法和路而评价软件系统的开发与应用〔关键词〕路面,无损检测,落锤式弯沉仪,反算1路面强度无损检测技术的发展概况路面检测与评价是公路建设与管理中的关键性、基础性技术。它不仅对检验和控制工程质量是至关

2、重要的,而且决定着路网养护决策的科学化水平,从而直接影响养路资金分配的。,,合理性近20年来路面无损检测与评价技术的研究和应用在国内外受到日益广泛的重视。其中路面强度检测与结构性能评价一直是道路工程领域的热点课题,。弯沉作为反映路面强度的重要力学指标其检测技术的发展十分迅速自从1953年贝,ee克曼(Bknlman)发明了梁式弯沉仪以来路面弯沉检测设备已从静态弯沉仪发展到模拟行车荷载作用的落锤式弯沉仪(I〕,。,FW)从单点弯沉测试发展到完整弯沉盆的测试相应地路面结构性能评价也从以最大弯沉为依据评价路面整体强度,发展到以弯沉盆为基础反演路。l旬结构层刚度

3、组成目前,D已被普遍认为是较理想的弯沉检测设备川。至今已有50多个国家和地区先哪。I),130,后应用FW)I<美国是FW应用最为广泛的国家现己拥有余套FWD检测系统并在。卜WD数据分析和路面结构层刚度反演方面开展了大量的研究工作,,198年美国实施了著名的战略性公路研究计划(SHRP)其中路面跟踪检测与长期使川性能研究将进行20年,近20个国家和地区参加了该项目的国际合作研究。该项研究在美,闲和加拿大部分地区建立了n4o个长期观测路段选用FWI〕作为路面弯沉检测的标准设备,并对FWI〕检测规程、精度指标及标定方法制定了具体的要求和规定,从而使FWD检测

4、技术的应用步入了规范化、标准化的阶段图。由于我国高等级公路建设起步较晚,路面检测技术总体上还比较落后。以弯沉检测为.11洲奴i年度国家杰出青年科学基金获得者本课题获国家自然科学基金、国家教委优秀年轻教师基金资助,并被列人“八五”国家重点科技攻关项目.几本文Jl望)7年4月7日收到第期〔复明等路面无损检测与评价技术的研究与应用,。例至今国内仍依赖60年代引进的贝克曼梁这种以人工操作为主的检测手段不仅难以准确检验工程质量,而且也无法满足养护管理工作对路网进行长时期、大范围检测的需要。因,,此虽然我国公路养护规范要求对二级以上的公路每年必须全部实测现有强度但实

5、际上难。,以实施由于缺乏先进而实用的路面检测与评价手段公路管理部门主要根据对现有路况的,,。直观或定性了解采用经验方法来制定路网养护对策因而难免受主观因素的影响这种传统的决策方法,不仅效率低,而且存在明显的不合理性,难以使有限的养路资金充分发挥效。,、、、益80年代后期以来交通部公路研究所东南大学航天部第一计量测试研究所同济大学、哈尔滨建筑大学、,先后开展了。I、们〕郑州工业大学等单位FWD应用技术研究在设备研制、测试技术开发、路面结构反分析理论与方法研究和路面评价软件开发等方面均取得。了显著的成果,,近年来我国正兴起一场大规模的高等级公路建设热潮发展高

6、新检测技术是高等级公,、。路建设与管理的必然要求不少单位已引进科盯〕等快速无破损路面检测系统新实施的,、,路面路基现场测试规程将FWD贝克曼梁和自动弯沉仪一起列入路面弯沉检测基本设备。对于加快FWI)检测技术的研究开发和推广应用将起到有力的推动作用2PWD路面检测系统的工作原理,。,本文以l万natestIWI〕为例简要介绍FWD的工作原理DyllatestlWl〕是由l〕yllatest国际,集团公司研制开发的高科技路面强度检测系统其技术指标的先进性和可靠性代表了当前路,。面无损检测技术的发展水平并在国际上得到广泛应用。Dynatfwl)检测系统主要包

7、括FWI)挂车夕以x〕型信息处理系统和微机操作系统FWI〕est。,:通过液压系统提升一重锤然后释放挂车由加载系统和传感器系统构成其基本工作原理是,。,下落从而对路面施加一冲击荷载荷载的大小通过改变提升高度或锤重来调节并由压力传。。感器精确测定这种加荷方式较好地模拟了行车荷载对路面的作用路面的变形(弯沉)由一。组传感器测定】〕ynatestFwl〕通常在距荷载中心1.sm的范围内布置7一习个速度传感器。表1功仙etstl、~D主要技术指标吠众07一12.0t)型信息处理系统记录荷载和路面变形的荷载范围-。全部时程信息整个操作过程均通过微机实位移传感器分辨

8、率1脚。、士现位移传感器系统误差2%1)yllatestD主系统测速每测点约wF